【科學聖經人生】奇妙的調溫系統

我小的時候在香港長大，香港不是寒冷的地方，但是，冬天也可以相當冷的。記得有時候冷到要穿很多件衣服，我記得有一次，我不但要穿內衣、外衣，中間還穿了好幾件毛衣和毛背心，一共大概有六、七件。

我想要學鋼琴，但是家裡沒有鋼琴，所以我不但上課要去老師家，而且練琴也需要去老師家。約好她沒有學生上課的時候，我就去練，要不然我只好在「無聲琴」上練了。無聲琴就是我自造的紙琴，在紙上畫了琴鍵，然後當作琴來彈，聲音自然是我的腦子加上去的了。去老師家練當然比無聲琴好，只是冬天的時候，香港還是相當冷，我走到老師家時，手都冷僵了！老師好心，給我一杯溫水，讓我可以溫暖手指。

我到美國唸書是去密芝根州，哇！聽說還下雪呢！父母親很愛我，為我預備衣服。而且，一去是預備四年後大學畢業才能回家的！他們花了多少心思，多少金錢，預備心愛的女兒在那寒冷的地方不會冷壞了！所以我有兩個大箱，每個大概是 2'x2'x5'=20 立方呎的體積。十分感謝那些年在密芝根的男同學們，每年幫我搬進宿舍，搬出宿舍！

但是，當我到了密芝根之後，發現絕大多數的衣服是不適合用的。為什麼？因為美國和香港不同，香港寒冷的時候要穿很多件衣服才能暖和，但在美國，寒冷的時候只穿一兩件和一件厚外套。出門的時候把外套穿上，進門的時候脫下外套，就是這麼簡單！因為，美國有中央暖氣設備！

我去音樂室彈琴也很舒服，因為一走進音樂樓就有暖氣，手很快就暖和了！但是，有些課室的暖氣不均勻，當時的暖氣是用熱水循環，如果坐在那熱水管旁邊，則會太熱，離開熱水管較遠的地方又覺得冷。太熱了，就把開關關掉，太冷了，又把它打開。晚上在宿舍裡也是一樣，有時太熱，有時太冷，不過，比沒有暖氣好得多了。

到了我上研究院時，情況有進步了。每個課室有一個調溫器，自動調溫。房間太冷嗎？暖氣自動開了；太暖嗎？自動關了！現在，不但有暖氣，也有冷氣，冬夏都可以舒服了。我住的地方，還是要「人動」一點，不是全自動的。人必需放調溫器在「暖」或「冷」，設定一個溫度，那麼調溫器就會自動調溫了。如果我沒有「開」（沒有轉到「ON」的地方），沒有放在「冷」（COLD）的地位，就算我設定到75℉，而室溫已高過 75℉，冷氣也不懂得開動。同樣的，我要先設定在「熱」（heat），室溫低過設定的 70℉，暖氣才會啟動。不過，有些調溫器比較「聰明」，只要設定一個度數，比如 70℉，室內溫度低過 70℉，暖氣自動會啟動；只要室溫高過 70℉，冷氣自然啟動。

你想這些調溫器的來源是有設計者或是沒有設計者？

人的身體有更高級的調溫器。我在實驗室做研究的時候，其中一樣是要研究某酶素的作用，我要先把我所要的酶素從細胞裡拿出來。怎麼拿法呢？我要先把細胞打開，但是，細胞一打開，破壞了細胞的組織，該酶素就不能被保護在它原來的環境中，包括原來的酸度裡等，所以，很快就會「死」了（沒有作用了）！為了叫該酶素不要「死」得那麼快，讓我們還有機會研究它的作用，所以只好在低溫的情況下做事。

我們實驗室有個大大的「冷房」，就是大大的冰箱，大概有 20'x10' 那麼大，人可以在裡面做事的。常常因為要「保護」酶素或其他物質，我要在那冷房裡。當然我不能久留，總要以最快速度工作，然後趕快走出冷房，回來平常的室溫，我的身體必須在某溫度才能活，才能運作。

單談酶素，我們其中一樣要研究的就是該酶素的運作與溫度有何關係。這系列實驗必須在某固定的溫度環境中進行，一般是水槽，將水放在有調溫設備的水槽裡，保持水在固定的溫度，然後實驗的進行（如試管等）都在固定了溫度的水槽裡。

雖然那水槽的調溫系統相當「簡單」，但是我們還是要在某些儀器工廠購買，我們寫的文獻要說明我們用那一儀器工廠的那模型的水槽，從來不能隨便。從來沒有一位同事認為這些調溫器沒有設計者！

剛才我們談到溫度對酶素十分重要，我們身體各化學作用的運作都是靠酶素。酶素是化學作用的「催化劑」，意思是，某化學作用雖然可能發生，但是速度也可能很慢，如果沒有催化劑加速的話，那化學作用對生物事實上就沒有用了。比如，我們吃了食物，但是要等好幾天，甚至好幾個月才能消化，供給我們身體的需要，那麼那食物實際上對我們就沒有用了，因為身體等不了！如果有催化劑，加速消化，很快食物就被消化了，而供給我們身體的需要。

所以這些極小極小的催化劑，很多很多不同的酶素，是我們生存的極為重要的小化學品。多大？大概是nm的大小，nm=nanometer。你知道一咪meter多長？差不多三呎，1/1000咪叫做mm；1/1,000,000咪叫做micrometer；再多三個零，1/1,000,000,000咪就是1nanometer（nm）。酶素的大小是nm計算的。

單談酶素的活性和運作，保持適當的溫度是非常重要的。但是我們體內體外的溫度都可以有很大的變異，因此，我們的身體必須有非常高級的調溫器，正常的溫度是37℃或98℉，不能太高也不能太低。我們的腦中有一個「總管」叫「下丘腦」（hypothalamus）。我們身上有很多的「溫度感受器」（thermoreceptor），分佈在皮膚上和鼻孔、口、眼的粘膜上。這些特別細胞分為兩類，一類是感受「冷」，一類是感受「熱」。它們可以感受到0.4℉那麼一點點的溫度差別，這些細胞常常以高速「報告」給「總管部」，報告的速度奇快，可以是一秒鐘「報告」240次，它們「報告」的「大道」又是特定的神經路線，與其他的路線是分開的。

「總管部」不停的分析「報告」給它的訊息，而與原本與生俱來的「標準」做比較，那些感受器的報告包括溫度變化的多少和速度，所以「總管部」可以預測下一步可能發生的變化，因此可以預備要發施什麼號令。

接受號令的又有兩個體溫調整中心，一個是調整太高的體溫，一個是調整太低的體溫。當一個中心運作時，另一個中心就被「關了」。比如說，當「總管部」發現體溫太高了，它就發施號令，要那調整太高體溫的中心開始運作，而關了另一調整中心。現在，那負責調整太高體溫的中心開始運作了。它會「告訴」血管的肌肉放鬆，血管就可以擴大，血液多些去了皮膚附近，讓體外較冷的溫度調整體內較高的溫度。你會「臉紅」，因為血液多些貼近皮膚。如果需要降低更多的溫度，汗腺就被叫來幫忙，我們就會出汗，而汗是水份在皮膚表面，這些小小的水滴蒸發時就帶走很多熱量，因此體溫就得到調整。

反過來，如果體溫太低了，另一個中心，調整體溫太低的中心，就被叫出來做事情了，同時現在用不著的中心就被關掉，不需做事情！調整身溫太低的中心就叫血管的肌肉收緊，這樣血液就留在身體中心，減少體溫的喪失。如果還有需要，腎上腺就得到命令，分泌多點腎上腺素（adrenaline），增快身體的新陳代謝，產生熱量。這運作很快。但同時另一個較慢的運作是叫甲狀腺（thyroid）運作，產生多些甲狀腺賀爾蒙（或稱甲狀腺激素），增快身體整體的新陳代謝作用，產生熱量。

還有，肌肉也可能得到神經系統的訊號，叫肌肉纖維自然快速顫動，產生熱量。我們說冷到發抖，原來發抖是身體溫度調節的一部份。

這只是很簡單的一個描述，我們實在只是在描述看見的一部份，完全談不到其「所以然」。有時我們稱這些奇妙複雜的系統為「自然」，但是，你當然知道，沒有極高智慧的設計，那來這麼奇妙複雜的調溫系統！

體溫不能比標準的 98℉ 相差 10℉，高 10℉ 或低 10℉ 我們都活不了！我們身體的調溫系統不能放假，不能休息，不能失修，不能破壞；每時每刻都在運作。無論你我知不知道，懂不懂，這系統都在忠心地運作。這是多麼奇妙，多麼高智慧的設計！讓我們歸功於這位極高智慧全能的設計者。

太初有道，道與上帝同在，道就是上帝。這道太初與上帝同在，萬物是藉著祂造的。凡被造的沒有一樣不是藉著祂造的。生命在祂裡頭，這生命就是人的光。那光是真光，照亮一切生在世上的人。祂在世界、世界也是藉著祂造的，世界卻不認識祂。祂到自己的地方來，自己的人倒不接待祂。凡接待祂的，就是信祂名的人，祂就賜他們權柄，作上帝的兒女。（約一：1-12）

聖誕節就是記念創造者主耶穌基督到自己的地方來，叫凡接待祂的，就是信祂名的人，得祂賜他們權柄，作上帝的兒女。讓我們做聰明人，不要做愚頑人。「愚頑人心裡說，沒有上帝。」（詩篇十四：1）

參考Guliuzza, R. J. 2009. Made in His Image：Balancing Body Temperature. Acts & Facts. 38（4）：8.

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